“光的折射”課堂教學(xué)設(shè)計

趙永柱

【設(shè)計思想】

“光的折射”是教科版《物理》（選修3-4）第四章“光的折射”第一節(jié)的內(nèi)容。根據(jù)課改的要求和新課程的理念，本節(jié)課從生活中常見的折射現(xiàn)象入手，在初中所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性，使學(xué)生在整個過程中都積極的參與，在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自主探究，從而主動的去分析、歸納、交流、合作，總結(jié)出折射現(xiàn)象所遵從的規(guī)律，再結(jié)合研究性學(xué)習(xí)小組的成果展示，完成預(yù)定的三維教學(xué)目標(biāo)。

【教學(xué)背景分析】

本節(jié)內(nèi)容，如光的折射現(xiàn)象和折射定律等內(nèi)容學(xué)生在初中階段都進(jìn)行了相應(yīng)的學(xué)習(xí)，并能所學(xué)的知識解釋生活中一些比較常見的光的折射的現(xiàn)象，學(xué)生對此部分內(nèi)容比較熟悉。但初中階段主要強(qiáng)調(diào)的是定性的描述，對于光的折射現(xiàn)象所遵從的規(guī)律也只是簡單的說明，在高中階段對光的折射定律通過實驗進(jìn)行了定量的研究，并引入了介質(zhì)折射率的概念，折射率與光在不同介質(zhì)中傳播速度的關(guān)系，是對初中所學(xué)知識的補充和提高。所以本節(jié)內(nèi)容是在初中所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生對光的折射所遵從的規(guī)律進(jìn)行自主探究，從實驗數(shù)據(jù)中去尋求規(guī)律，并形成結(jié)論，使學(xué)生的知識和能力在原有的基礎(chǔ)上得到提升。

【教學(xué)目標(biāo)設(shè)計】

1、知識與技能

（1） 明確當(dāng)光線與界面垂直射入介質(zhì)的情況是一種特殊的折射現(xiàn)象。

（2） 掌握光的折射定律及折射定律的得出過程。

（3） 掌握介質(zhì)的折射率的概念，了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系。

（4） 掌握用實驗研究光的折射規(guī)律的一般方法。

2、過程與方法

（1） 學(xué)生通過自主探究，掌握了用實驗研究物理規(guī)律的方法，逐漸養(yǎng)成用實驗研究物理問題的思維習(xí)慣;在自主探究的過程中動手能力得到進(jìn)一步提高，同時與他人溝通、合作的能力也得到了一定的提升。

（2） 學(xué)生通過觀察和實驗，觀察、分析、歸納、以及數(shù)據(jù)處理和口頭表達(dá)能力都得到了一定程度的提高。

3、情感態(tài)度與價值觀

（1） 學(xué)生通過觀察、實驗，領(lǐng)略折射現(xiàn)象的美妙，從而更加熱愛大自然，對物理學(xué)習(xí)的興趣進(jìn)一步加強(qiáng)。

（2） 學(xué)生通過自主的實驗探究，獲得了成功的喜悅，學(xué)習(xí)的自信心得到了提高。

（3） 學(xué)生通過分組實驗，增加了與他人合作、交流、分享學(xué)習(xí)成果的渴望。

【重點難點】重點：光的折射定律、折射率。難點：光的折射定律的得出。

【教學(xué)方法】講授 ?探究 ?歸納 ?討論

【學(xué)習(xí)方法】自主探究 ?合作 ?討論 ? 歸納

【教學(xué)儀器】折射儀，半圓形玻璃磚，激光筆，數(shù)據(jù)記錄表格、角度測量紙、多媒體、實物展臺，魚缸。

【教學(xué)過程與教學(xué)資源設(shè)計】

一、新課引入

插魚游戲引入。學(xué)生參與，用長尺快速插魚缸中自己選擇的塑料魚，找其他同學(xué)說明觀察到的現(xiàn)象及初中所學(xué)的關(guān)于光的折射的相應(yīng)內(nèi)容并畫出光路圖。教師直接引入正題，明確本節(jié)課所要研究的內(nèi)容。

二、新課教學(xué)

（一）光的折射

【問題1】光線垂直界面入射時是否發(fā)生折射現(xiàn)象。

結(jié)合光路圖組織學(xué)生討論，明確只要光能夠從一種介質(zhì)射入第二種介質(zhì)繼續(xù)傳播，它就會發(fā)生折射現(xiàn)象，所以當(dāng)入射光線與界面垂直即入射角為零時，光也發(fā)生了折射現(xiàn)象，只是光的傳播方向不發(fā)生偏折，它是折射現(xiàn)象的一種特殊情況。

【問題2】折射角隨入射角的變化關(guān)系怎樣。

演示實驗：用一束激光垂直于半圓形玻璃磚表面入射，讓光學(xué)平面與入射光垂直，旋轉(zhuǎn)玻璃磚，找同學(xué)到前面來描述一下在旋轉(zhuǎn)的過程中，入射角和折射角怎樣變化？為引出對此實驗現(xiàn)象的科學(xué)猜想和自主探究做準(zhǔn)備。

【科學(xué)猜想】折射角隨入射角的增大而增大，讓學(xué)生根據(jù)這一現(xiàn)象去進(jìn)行各種可能性的猜想。

【問題3】如何驗證自己的猜想是否正確。

找多名學(xué)生說出自己的驗證方法，并引導(dǎo)通過測量多組入射角和折射角的數(shù)值，從數(shù)據(jù)中總結(jié)規(guī)律。教師組織學(xué)生分組討論，利用桌面上已給出的實驗儀器，自行設(shè)計實驗方案。

【實驗探究】

學(xué)生以小組為單位，利用給出的儀器，自行測量入射角和折射角，并完成數(shù)據(jù)記錄表格前兩列的相應(yīng)內(nèi)容。用計算器計算，驗證一下自己的猜想是否正確。

實驗器材：折射儀，半圓形玻璃磚，激光筆，角度測量紙、數(shù)據(jù)記錄表格。

待學(xué)生處理完數(shù)據(jù)后，相鄰的小組之間交流各自的驗證過程和實驗結(jié)論，教師總結(jié)并給出折射定律的內(nèi)容。

（二）折射定律

折射定律：當(dāng)發(fā)生折射現(xiàn)象時，入射光線、折射光線和法線在同一個平面內(nèi)，入射光線與折射光線分居在法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦之比為一常數(shù)。我們把這個規(guī)律稱之為光的折射定律。

【學(xué)生研究性學(xué)習(xí)成果展示】

① 光的折射現(xiàn)象的研究歷程。②折射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用。

【課堂小結(jié)】

關(guān)于《光的折射》這一節(jié)的內(nèi)容，在初中我們學(xué)習(xí)過，在高中我們又進(jìn)行了更加深入的學(xué)習(xí)，你感覺關(guān)于《光的折射》的學(xué)習(xí)在初高中的區(qū)別是什么？

【課后作業(yè)】

在本節(jié)課上我們對實驗數(shù)據(jù)的研究用的是比值法，課后請同學(xué)用圖像法來完成對實驗數(shù)據(jù)的處理，看看能不能求出折射率，并說明理由。

【學(xué)習(xí)效果評價】

本節(jié)課從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象入手，在初中所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，對光的折射現(xiàn)象所遵從的規(guī)律進(jìn)行定量的研究，使學(xué)生更加深入的體會對科學(xué)規(guī)律研究的一般過程。通過兩個研究性學(xué)習(xí)小組的成果展示，使學(xué)生對光的折射現(xiàn)象的研究歷程和光的折射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用有了更進(jìn)一步的了解。整節(jié)課的設(shè)計使學(xué)生從生活走向物理，再從物理走向生活，從而完成預(yù)定的三維目標(biāo)。最后，讓學(xué)生反思一下，光的折射現(xiàn)象在初高中學(xué)習(xí)的差別是什么？從而使學(xué)生進(jìn)一步明確本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點。